1 导言
无线Ad-Hoc网络因其构建简单、支撑用户移动性的特色，在无线通讯领域中占有极其重要的方位并具有宽广的运用远景。无线通讯技能、移动技能的发展为无线Ad-Hoc网络(WANET)供给了更广泛的运用空间。常常运用文件同享的P2P网十分合适 WANET。可是，在现有的无线Ad-Hoc网络中直接运用P2P技能，会构成体系开支很多添加，传输功率及查询成功率不高，然后影响整个网络的功用。在无线Ad-Hoc网络(WANET)中方便快捷地完成P2P数据同享与交流，改进文件查找和下载机制成为广泛重视的课题。
这儿提出一种将查询功用和路由功用一致的跨层设计计划，运用散布式哈希表树立树状网络拓扑结构，运用P2P方位查找技能将文件方位信息分配在其间，每一网络成员都存储和保存体系资源的方位及路由信息，完成同享文件的定位查询。在WANET中完成查询和路由功用的一致，进步文件查找和下载功率，定向查询网络资源，下降冗余开支。
2 体系概述
这儿WANET经过节点间的树形逻辑结构处理同享文件的定位查询问题，跟着网络新节点的参加树形拓扑结构增大。新节点只能经过某一个街坊节点参加 WANET，每个WANET向外供给仅有的网络ID，在同一ID的网络中，每个节点只能具有一个双亲节点。网络有一个层次分明的树状拓扑结构，这种结构有助于查找文件途径(即从寄存途径的节点取得抵达文件存储节点的路由)，以便从文件存储节点下载文件。
为了存储和保存方位信息以及路由信息，体系运用全散布哈希表，关键词是所要同享文件的文件名，值是同享文件的全球一致的方位信息(节点MAC地址和节点文件的全途径)。用一维空间来存储关键词和哈希值对，经过一致的哈希函数将每个关键词映射到哈希链上的对应方位。一致的函数有助于节点之间信息分配的平衡， WANET中的每个节点担任存储一段哈希链(与哈希表上的索引项对应)。假如某一节点担任哈希链段上包括某一文件哈希值，称该节点为文件的途径节点 (Pnode)，存储文件F的节点就称为文件节点(Fnode)。因而Pnode存储带着方位信息的索引，Fnode存储实践文件。因而，拜访一个文件的进程如下：查询节点(Qnode)哈希被查找的文件名以确认哈希链上的值；拜访Pnode(哈希值包括在Pnode担任的哈希链内)；从Pnode获取被查找文件的方位(即Fnode)并确认从Pnode末节点到Fnode的路由；从Qnode获取到Qnode-Fnode的路由，拜访Fnode，文件从 Fnode被下载。
3 树形拓扑的树立和节点文件定位
图1d标明一个含有7个节点的WANET网络，在该网络中，假定节点A、B、C、D、E、F、G供给的同享文件分别为(α1α2)、(β1β2)、(γ1)、(δ1 δ2)、(σ1)、(ε1)、(η1η2)。
3．1 WANET网络体系树形拓扑的树立
假定网络组成初期只要一个初始节点A，要树立一个如图1d所示的7个节点的WANET文件同享网络，树形拓扑的树立进程如下：
(1)节点A对自己的两个同享文件α1、α2哈希后将值映射到整段同享文件哈希链上，如图2a所示。
(2)节点B(同享文件β1、β2)发现节点A并向节点A建议接入恳求，即B要参加A组成的网络。节点A收到B的接入恳求后，将自己所担任的哈希链分红两段并分配一半给B，文件α2因而落入节点B担任的一段哈希链，A将文件α2的方位索引送至B(文件尽管还寄存在节点A，但A上α2的方位信息置空)。因而，A成为B的双亲节点。B寄存着文件α2的方位信息[α2，A]。
(3)B向网络刺进其同享文件β1和β2，β1映射到B节点所担任的哈希链段，β2映射到A节点所担任哈希链段。则B节点存储方位信息[β1，B]，A节点存储方位信息[β2，B]，即B为文件β1的PnodeA为文件β2的Pnode,如图2b所示。
(4)另一个新节点C(存储文件γ1、γ2)发现节点B并对其宣布接入恳求，节点C从B接入网络，B将自己的哈希链段分出一半给C。节点C上的文件γ1、 γ2哈希后映射到哈希链上，如图2c。α2落入C所担任的哈希链段，B将α2的信息送至C，节点C不只保存α2的方位信息，也保存从C到文件α2的途径信息。C将B加到途径上，一起保存[α2，BA]的索引项。标明文件α2存储在节点A，而且从C到节点A的途径是“C-B-A”。节点B成为C的双亲节点。
(5)C向网络刺进同享文件γ1、γ2，γ1映射到C担任的哈希链段，γ2映射到A担任的哈希链段。
(6)同理，节点E发现网络并向节点B宣布接入恳求后，分管了B担任的一半哈希链并刺进文件σ1，B成为E的双亲节点；节点D(存储文件δ1和δ2)发现网络并从节点E接入后分管了E一半的哈希链，节点F(存储了文件η1和η2)发现网络并从E接入，叉分管E剩余部分一半的哈希链：最终节点G(存储同享文件ε1)也从E参加网络又分管了 E剩余哈希链的一半。这样，E成为节点D、G、F的双亲节点。各个节点在参加的进程中向网络刺进自己供给的同享文件，如图2d~图2g中所示，相应的同享文件被刺进到网络中各节点所担任的哈希链上，在此进程中，相应的节点也存储了文件名及抵达文件存储节点的路由信息。
该网络结构树立后，网络中各同享文件的当时方位和路由信息也被定位，查找各同享文件的路由可从拜访Pnode的恳求音讯中取得，如图2所示。网络的树形拓扑结构也一起树立，如图1所示。
(7)康复当双亲节点的一个子节点断网时，双亲节点从头取得子节点所担任的哈希链段。或子节点与其双亲断开时，从子节点往下每个双亲与子节点哈希链从头分配。
(8)脱离当一个节点要脱离WANET文件同享网络时，要先删去一切同享文件，再将其索引信息删去，如E将自己的哈希链交给双亲B，一起将离网音讯告诉其双亲B和子节点D、G、F，则节点B将D、G、F加为子节点，节点D、G、F将B作为双亲节点。
综上所述，在图1d中，假定节点D要查找文件η1，则D为查询节点Qnode，文件η1存储在F节点，则F节点便是文件节点Fnode，文件η1映射到哈希链上的H(η1)点，而H(η1)点正好落在节点C担任的哈希链上，所以，节点C便是途径节点Pnode，它存储着由Pnode(节点C)到Fnode (节点F)的路由信息。
4 WANET网络中同享文件查找和下载进程
在图1d中，假定D作为查询节点查找文件η2，D不知道η2的方位，乃至不知道这个文件是否存在，但由H(η2)的能够知道文件存储在某个节点中。同享文件η2文件的查找和下载进程如图4所示。
(1)节点D对文件η2哈希，得到H(η2)，D发现H(η2)不在自己担任的哈希链内，而D自身又没有子节点，D就将查询传递给其仅有的街坊节点E(E这儿也是D的双亲节点)。
(2)节点E收到节点D查询η2的恳求[η2，D]，但节点E的3个街坊节点B、G和F都不包括文件η2的路由信息H(η2)，E就将查询送至其双亲节点B。
(3)因为节点B所担任的哈希链也不包括H(η2)，可是因为节点B知道它的一个子节点(这儿指节点C)担任的哈希链上包括所恳求的文件名的哈希值，依照H(η2)值和文件哈希链状况，B将查询向前传送到节点C(不然节点B将查询送给其双亲节点A)。
节点B将查询送到节点C后并不能确保能收到C的应对。节点C除和节点B相连外或许还与其他节点相连，因而，确认节点地点的哈希链后，C或许将查询送给它的一个子节点。可是不管节点C仍是其子节点呼应查询恳求都对节点B无影响。节点B只知道将查询送至节点C。在拓扑结构图中，节点C没有子节点而且具有文件 η2的方位信息。从源节点建议查询的途径都被标识为查询。
(1)C节点收到查询音讯[η2，BED]，标明节点D经节点E、B查询文件η2，所以C对D发生查询呼应音讯ACK[η2，EBC](包括方位信息)，沿着途径[η2，EBC]回来给节点D。
(2)从节点C取得文件节点Fnode的路由信息FED沿查询节点的路由回送节点D，节点C将呼应传送给途径上的下一个节点B。
(3)节点B检查呼应中的路由后，将音讯送至途径的下一个节点E。
(4)E检查路由后再将音讯送至途径中文件节点F(文件η2的存储节点)。
(5)节点D收到查询呼应，呼应音讯中包括文件η2的方位信息[η2，DEF]。现在，节点D不只知道了文件η2存在节点F中，也知道了两个途径从D到C (含η2文件方位信息)和从C到F(η2文件存储节点)。节点D将途径链接成D-E-B-C-B-E-F，然后删去不需求的途径E-B-C-B，最终构成从D到η2的途径D-E-F，即从查询建议节点D到文件η2的存储节点F的途径，经过它能直接从节点F找到并下载文件η2。
5 与洪泛的比较体系的通讯开支
WANET一般用于P2P文件同享，且一般选用洪泛查询。假定洪泛模型无挑选转发功用，因而，假定洪泛查询一旦在网络中发动，网络中一切节点都能收到查询。该查询发生的体系开支O=(n-1)m，其间m标明查询次数，n标明节点数量。该WANET同享体系中P2P文件查找和下载模型(图4)组成网络拓扑时构成的树形结构使得即便所查文件不存在，也不会像洪泛相同构成过多无用的查询音讯，该结构简直能发现和拜访网络中的一切同享文件。
所以。一旦网络树立。体系开支与洪泛比较，单个查询的本钱效益显着合算。
另一方面，因为康复操作和网络接入操作发生的体系开支较大，当每次断网和网络接入发生时，会带来额定开支(在履行康复操作中断开的子节点变为根节点，哈希链在整个子网络中从头分配；网络接入时，每个接入的节点要对全网络中的同享文件履行刺进恳求，发生很大通讯流量)，而洪泛不会带来这样的开支。
6 定论
相同巨细的网络中，在低移动性、需求频频查找文件的WANET上，提出计划的带宽功率比洪泛高，文件查找更有用。假如WANET网络成员移动频频且查找文件不频频，则选用洪泛会更好。为防止洪泛和经过单播方法拜访文件，咱们尽量坚持散布式方位信息的一致性。坚持方位信息一致性的开支经过很多削减后续文件查找的开支来补偿。
当一个音讯不存在时，网络中每个节点的每个文件都被洪泛就会导致拥塞。WANET文件同享体系答应成员的低移动性，从头哈希运算后更完善的网络结构可抵消移动性构成的查询开支的添加。
